دستگاه لیزر و کاربرد آن در صنعت چوب

چوب در صنایع مختلف استفاده می شود. آن چه موجب محبوبیت این ماده شده انعطاف پذیری بالای آن در ایجاد شکل‌ها و سازه‌های متنوع و همگن می‌باشد. یکی از حیطه‌های پرکاربرد تکنولوژی  لیزر را نیز می‌توان در صنعت چوب دانست. در حوزه کارهای هنری، ساخت هدایا و یادبودها، ماکت‌های معماری، انواع اسباب بازی و کارهای هنری خلاقانه نیاز به استفاده از ابزاری دقیق می‌باشد. ابزاری که علاوه بر دقت بالا توانایی برش پیچیده‌ترین اشکال را در کمترین زمان ممکن داشته باشد. ابزارها و روش‌هایی که به صورت سنتی مورد استفاده قرار می‌گرفتند در چنین مواردی توانایی پاسخگویی به نیاز صنعتگران را ندارند. زیرا این روش‌ها علاوه بر این که دقت بالایی ندارند، بسیار هزینه‌بر می‌باشند. می‌توان گفت، به همین دلیل است که امروزه  قیمت دستگاه برش لیزری بیش از پیش در صنعت چوب و تولید محصولات وابسته به این صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد. باید خاطر نشان شد استفاده از لیزر در تولید محصولات چوبی محدود به موارد فوق نشده و در موارد بسیاری می‌توان از این تکنولوژی کمک گرفت. 
انواع چوب که می‌توان با لیزر برش و یا حکاکی کرد عبارتند از: 
-ام دی اف (MDF) 
-اچ دی اف (HDF)
-تخته چندلا (Multiplex)
-نئوپان (Plywood)
-تخته نئوپان (Chipboard)
-چوب طبیعی (Natural wood)
-چوب‌های قیمتی (Precious woods)
-چوب‌های فشرده (Solid wood)
-چوب پنبه (Cork)
-روکش‌های طرح چوب (Veneers)

با توجه به فرآیند حرارتی لیزر، ویژگی هایی همچون رطوبت، تراکم، محتوای روغن و رزین را می‌توان متغیرهای تاثیر گذار برای کیفیت و سرعت برش لیزر دانست. هنگام کار با لیزر بر روی چوب، لبه‌های برش خورده تیره و قهوه‌ای رنگ می‌شوند. این تغییر رنگ که در اثر اکسیداسیون خفیف و یا قوی حاصل می‌شود، به عنوان یکی عناصر زیبا و استثنایی طراحی که غیر قابل اجتناب است، در نظر گرفته می‌شود. اما شدت و مقدار اکسید شدن چوب به جنس و مقدار رطوبت و رزین موجود در آن بستگی دارد. در واقع، هر چه چوب خشک‌تر و عاری از رزین باشد، لبه‌های برش خورده روشن‌تر می‌شوند. 
از طریق برش لیزری و یا حکاکی بر روی انواع چوب، می‌توان محصولاتی بدیع و مطابق سلیقه افراد آفرید. با حکاکی نام، حروف، عکس یا لوگوی خاص می‌توان هدایا و یادبودهای بی‌نظیری را به‌وجود آورد که در طول زمان از ارزش و اهمیت آن‌ها کاسته نشود. قابلیت و دقت بالای لیزر در ایجاد برش‌های ریز (یک دهم میلی متر) موجب برتری پیدا کردن آن نسبت به روش‌های قدیمی و گرانقمیت شده است. یکی دیگر از مزایای لیزر را می‌توان عدم برقراری تماس مستقیم با چوب در هنگام برش یا حک دانست. عدم برقراری تماس مستقیم علاوه بر حفظ کیفیت چوب موجب صرفه جوبی در زمان نیز می‌شود. 
همانطور که اشاره شد، از لیزر در تولید و پردازش محصولات چوبی متنوعی می‌توان بهره برد. در زیر به تعدادی از موارد استفاده لیزر در صنعت چوب اشاره شده است:
-هنر و صنایع دستی 
-اسباب‌بازی (انواع ماشین، پازل و ...)
-ساخت انواع مبلمان
-طراحی داخلی
-قفسه‌های چوبی مناسب خانه و مغازه
-تجهیزات مدارس
-ساخت انواع تزئینات و دکوراسیون
-هدایا و یادبود
-تزئینات جشن‌ها، مراسم (کریسمس، هالویین، تولد و ...)
-ساخت مدل‌های معماری

دلایل استفاده از برش لیزری

کاربرد های دستگاه برش لیزری
۵ دلیلی که نشان می دهد استفاده از برش لیزری برای بخش خرده فروشی خوب است
انعطاف پذیری فرایند تولید
برش لیزری تقریبا انعطاف پذیرترین فرایند تولید در دنیای مدرن امروزی است. اگر قطعه ای برای برش داشته باشید می توانید به راحتی آن را با دستگاه های برش لیزری موجود پردازش کنید.
(خدمات برش لیزر)
تنوع موادی که میتوان در فرایند برش لیزر از آن ها استفاده کرد
مواد زیر را می توان در بخش خرده فروشی پیدا کرد. این مواد را می توان با دستگاه های برش لیزری پردازش نمود:
فولاد
فولاد ضدزنگ
آلومینیوم
مس
برنج
فولاد پوشش داده شده
موادی که در فرایند برش لیزر قابل استفاده هستند به دو دسته کلی تبدیل میشوند که این دو دسته کلی به صورت زیر می باشد .
برش لیزری فلزات
برش لیزری غیر فلزات
تحویل سریع محصول تولید شده نهایی با فرایند لیزر برش
بیشتر قراردادهای کاری در حوزه خرده فروشی به گونه ای است که فرد در آن ملزم می شود محصول را  با حداکثر سرعت تولید نماید. از آنجایی که دستگاه برش لیزری تنظیمات زیاد پیچیده ای ندارند و به ابزارهای متعددی نیاز نیست می توان محصول را در همان روز یا هفته تحویل داد.
      ۴٫پرس برک در کنار خدمات برش لیزر
بیشتر شرکت های ارائه کننده خدمات برش لیزری، خدمات پرس برک را نیز ارائه می کنند. این موضوع بدین معناست که می توان بخش های برش خورده را بعدا تا کرد. تا کردن با پرس برک در یک فرایند سریع رخ می دهد. راه حل هایی همچون برش با لیزر و تا کردن برای شرکت هایی که در حال تولید قطعات نمایشی یا قفسه هستند بسیار مفید است.گ
از دیگر خدمات قابل ارائه با انواع دستگاه های لیزر شامل موارد زیر است که میتوانید به عنوان مثال با آن ها آشنا شوید
پرداختکاری فلزات
خدمات حکاکی لیزر
حکاکی لیزر فلزات
حکاکی لیزر غیر فلزات
زیبایی محصول نهایی تولید شده
برش لیزری برای تولید نمایشگرهای جذاب و زیبایی که حروف یا حکاکی دارند بسیار  عالی است. علاوه بر این، مواد را می توان با پوشش پلاستیک برش داد. زمانی که کار مونتاژ تمام شد می توان این پوشش را برداشت. این موضوع از فولاد و استیل در برابر اسیب  محافظت می کند.

ساخت تغذیه سیم پیچ- بخش دوم

خدمات دستگاه لیزر
تولید سیم پیچ
شرکت Elleci  با تولید سیم پیچ آشنا بود. این شرکت حدود ۱۰ دستگاه پرس  دارد که هرکدام ظرفیت ۲۰۰ تنی دارند. همچنین این شرکت با فناوری تشکیل سیم پیچ نیز آشناست و می تواند این کار را به خوبی انجام دهد.
در اوایل سال ۲۰۱۶ دستگاه جدیدی در شرکت نصب شد که به آن اجازه می داد کارهای مشتریان را با دقت بیشتر و بهتری انجام دهد.تامسلا در این باره می گوید: ما به یک نوع دستگاه جدید نیاز داشتیم. با کمک دستگاه های قدیمی  نمی توانستیم تمامی فرایند ها را انجام دهیم و باید بخش های مختلف را به صورت دستی بارگذاری می کردیم.  این مهم ترین مزیتی بود که از دستگاه تولید سیم پیچ به دست می آمد.
این خط تولیدی را می توان با عرض سیم پیچ هماهنگ کرد. خط تولید این شرکت می تواند  خود را با عرض کمتر از ۲٫۶ اینچ  و بیشتر از ۳٫۳ فوت سازگار سازد.  این خط تولیدی با یک uncoiler شروع به کار می کند که فلز را به فیدر CNC می دهد. این uncoiler ظرفیت ۸ تنی دارد. سرعت ان را می توان بهینه سازی کرد بنابراین به طور مستمر ورقه های  فلزی را به دستگاه پانچ می رساند. فیدر که به تشکیل سیم پیچ و دقت آن کمک می کند نیز به خوبی تنظیم شده است. ابزار پانچ کردن  به دو قوس ابزار متصل شده است که در محور Y حرکت می کند.
کاربرد های نوین دستگاه برش لیزری
قوس و انحنای ابزار را می توان بر اساس استانداردهای موجود تنظیم کرد. اگر مهندسان این شرکت بخواهند تنظیمات ابزار را بر روی مقدار متفاوتی پیکربندی کنند می توانند یک مقدار جدید ایجاد نمایند. Elleci می تواند قوس و انحنا را عوض کند و آن را با مورد جدیدی جایگزین نماید. اگر قسمتی که قرار است که در ایستگاه پانچ تولید شود کوتاهتر از ۱۳٫۱ فوت یا ۴ متر است، برش های کوتاه، محصول مورد نظر را از سیم پیچ می برد و ان را به ایستگاه برش لیزری می فرستد.  اگر محصول بلندتر است، ماده ای که از قبل پانچ شده است وارد  واحد کنترل حلقه می شود و بعدها توسط دستگاه لیزر برش، برش می خورد. بخش مورد نظر وارد دستگاهی می شود که قابلیت برش لیزری در آن وجود دارد . این ماشین فرایند برش را مدیریت می کند. قبل از اینکه فرایند برش آغاز شود، یک دوربین موقعیت سوراخ  را تشکیل می دهد تا در مورد مکانی که باید برش بخورد اطمینان حاصل گردد.
کاربرد دستگاه برش و حکاکی لیزری
ایستگاه های پانچ کردن و برش لیزری به گونه ای طراحی شده اند که می توان آن ها را به طور همزمان مدیریت کرد. در حقیقت، دستگاه برش لیزری را می توان با ورقه های فلزی تغذیه کرد. زمانی که فرایند برش با لیزر کامل شد، بخش آماده شده وارد یک  میز می شود و فرایندهایی همچون جوشکاری و رنگ آمیزی بر روی آن اجرا می گردد. تامسلا بر این باور است که مهندسان شرکت باید خود را با تجهیزات جدید وفق دهند. بیشتر این افراد هنوز اطلاعات کافی در مورد تجهیزات جدید ندارند. هدف از این کار تولید قطعات با دقت بیشتر است. آندریا دالان مدیر عامل شرکت دالان در این باره می گوید:  شما می توانید کارهایی که در سایر دستگاه های پانچ رخ می دهد را مشاهده کنید و سپس بخش هایی که می توان در این ماشین لیزر انجام داد را ببینید. با اینکه شرکت Elleci هنوز تلاش می کند پتانسیل استفاده از خط تولید جدید را افزایش دهد اما به اندازه کافی با آن کار کرده است و می تواند قطعات خوبی تولید نماید. این شرکت می تواند به نحو احسن از فلزات استفاده کند. بخش هایی که قبلا  به خوبی ایجاد نمیشد با استفاده از دستگاه های برش لیزر جدید می تواند تولید شود. با کمک این دستگاه ها تنها ۲ الی ۳ درصد از مواد به هدر می رود.  موفقیتی که شرکت Elleci در این خط تولید جدید به دست آورده است به شمال ایتالیا محدود نمی شود. به زودی این فناوری جایگاه خود را در کشورهای دیگر پیدا خواهد کرد.

فرایند برش فلزات با استفاده از دستگاه لیزر

به طور عمده از دو روش برای برش فلزات استفاده می‌شود. روشی که از سال‌های پیش مرسوم بوده و به صورت سنتی انجام می‌شده، استفاده از اره مخصوص وروش‌های مکانیکی بوده است. در این روش میزان خطا به مراتب بالا بوده و در عین حال امکان ایجاد طرح‌های پیچیده نیز مقدور نمی‌باشد. همچنین، لبه‌های برش خورده بسیار نامرتب خواهد بود.
 روش دیگری که در سال‌های اخیر و بعد از پیدایش تکنولوژی لیزر مورد استفاده قرار گرفت، دستگاه لیزر می‌باشد. برخلاف روش قبل در این روش، میزان خطا به میزان قابل توجهی کاهش یافته و صنعتگران قادر هستند تا فلزات را با انواع شکل‌ها و طرح‌های پیچیده برش دهند. با استفاده از تکنولوژی لیزر، سرعت کار نیز به مراتب بالاتر از دیگر روش‌ها می‌باشد. در ادامه به طور کامل به فرایند انجام برش قلزات با دستگاه لیزر پرداخته شده است.

فرایند برش فلزات با استفاده از دستگاه لیزر

تقریبا اکثر فلزات را می‌توان با استفاده از لیزر برش انجام داد. اما فلزاتی مانند فولاد، آهن، استیل ضدآب و آلومینیوم بیشترین کاربرد را در برش با لیزر دارند. لیزر با ایجاد گرما و حرارت بالا بر روی فلزات، آن ها را تحت تاثیر قرار داده و باعث ایجاد اشکال ظریف و بی‌نظیر بر روی ورقه ‌های فلزی می‌شود. 

اشعه ای از  که دستگاه  لیزر ساطع می‌سازد از قوتون تشکیل شده است که توسط برخی مواد مانند آلومینیوم و آلیاژ مس منعکس می‌شود. این مواد که در دستگاه لیزر به کار برده شده‌اند، رسانای گرمای خوبی بوده و گرما را در سطح خود پخش نمی‌کنند. همین امرو موجب شده تا لیزر به  خوبی در نقطه مورد نظر انعکاس پیدا کرده و برش فلز را ممکن سازد. دستگاه‌های لیزر دو نوع هستند:
1-جامد 
2-گازی
هر کدام از این مدل‌ها شامل انواع مختلف می‌باشند اما پرکاربردترین دستگاه لیزر در صنعت را می‌توان لیزرهایی دانست که با استفاده از گاز دی‌اکسید کربن (CO2) کار می‌کنند. آن‌چه موجب کاربرد این دستگاه‌ها شده است قابلیت استفاده این دستگاه‌ها در ایجاد برش و حک بر روی فلز و غیر فلز دانست. از جمله دستگاه‌های لیزری جامد می‌توان به دستگاه CNC اشاره نمود که  بیشتر مناسب برش و حکاکی بر روی فلزات می‌باشد. 
دستگاه لیزر از هر نوعی که باشد، متصل به یک کامپیوتر خواهد بود تا با استفاده از آن فرمان اجرای دقیق برش و حک‌ها را به لیزر ارسال نمود. به عبارتی این قابلیت لیزر صنعتگران را در رسیدن به نتیجه دلخواه یاری کرده و در نهایت تمامی برش‌ها به دقیق‌ترین حالت انجام می‌گیرد.

در دستگاه برش لیزری، لیزر در تیوب عقب و جلو رفته و بعد از تقویت شدن از روزنه تیوب لیزر خارج شده و توسط لنز شروع به تابیدن می‌کند. همانطور که پیش‌تر اشاره شد، فرایند برش لیزری فلزات با تابیده شدن لیزر و ایجاد گرما بر سطحی از فلز که قصد برش آن را داریم آغاز می‌شود. این قسمت با گرمای ایجاد شده آب می‌شود و سپس توسط فشار گاز از روی جسم مورد نظر پاک شده تا در نهایت برش فلزی صورت گیرد. 
پرتو لیزر یک ستون از نورهای با قابلیت نفوذ بالا بوده که طول موج و رنگی یکسان دارند. در مورد لیزر CO2، طول موج استفاده شده در لیزردر محدوده امواج فروسرخ قرار گرفته به همین دلیل برای چشم انسان مرئی نمی‌باشد. پرتو لیزر به دست آمده قطری بسیار کم و حدود ¾ اینچ داشته که از پس از گذشتن از رزوناتور به آینه‌های مختلف تابیده می‌شود. این آینه‌ها وظیفه دارند تا نور را منعکس کرده و مانند یک عدسی نور را بر روی نقطه مورد نظر متمرکز سازند. این پرتو قدرت نفوذ بسیار بالایی داشته و به راحتی می‌تواند مواد را با هر جنسی برش داده یا بر روی آن‌ها حکاکی کند. 
آینه‌های به‌کار رفته در دستگاه لیزر از نوع منحنی بوده که به همین دلیل تمرکز پرتوی لیزر بر روی نقطه مورد نظر با دقت بالایی صورت گرفته و از پراکندگی اشعه‌های لیزر جلوگیری می‌شود. به علاوه، اشعه لیزر با جمع شدن در یک نقطه حرارت بالایی ایجاد کرده که در نهایت موجب برش فلزی می‌شود.  

کاربرد برش لیزری فلز برنج

برش لیزری فولاد خفیف و استیل ضدآب از سال‌های پیش توسط لیزر CO2 انجام می‌شده است. و این تکنولوژی توانسته است قطعات بی نظیری را به‌وجود بیاورد. اما استفاده از لیزر CO2 راه حل مناسبی برای برش فلزات براق یا زرد رنگ به نظر نمی‌آید. تا پیش از پیدایش تکنولوژی لیزر فایبر، برش فلزاتی از قبیل مس، برنج و برنز بسیار سخت و خارج از تصور به نظر می‌رسید. اما امروزه، لیزر فایبر با قابلیت بالایی که در برش فلزات زرد رنگ دارد، صنعتگران را قادر به ساختن محصولاتی بی نظیر و در عین حال صرف هزینه‌های کمتر ساخته است. 
به دلیل ماهیت عناصر تشکیل دهنده فلز برنج، برش لیزری آن همواره کاری دشوار بوده و  بیشتر مواقع بسیاری از شرکت‌های خدمات لیزری با استفاده از دستگاه برش لیزری از انجام آن شانه خالی می‌کنند. در واقع، انجام برش لیزری برنج و مس با ضخامت 1 میلی متر را در کمتر مرکز خدمات لیزری می‌توان مشاهده نمود. اما همانطور که اشاره شد، روز به روز با پیشرفته شدن دستگاه‌های لیزر، برش این فلزات نیز ممکن شده است که در ادامه مقاله به آن پرداخته می‌شود.
 فلز برنج‌ تشکیل شده از مس و روی می‌باشد که بر اساس میزان عناصر تشکیل‌دهنده آن، به رنگ‌ها و انواع برنج زرد، برنج قرمز، برنج سرب، برنج سیلیسیوم، برنج قلع یا ورشو دیده می‌‌شود. 
حجم گسترده‌ای از فلز برنج در صنعت دکوراسیون داخلی مورد استفاده قرار می‌گیرد. کاربردهای دیگر این فلز را در ادامه مشاهده می‌کنید: 

-ساخت انواع زیورآلات (گردنبند، دستبند، گوشواره، پابند و ...)

-مهمات جنگی

-صنایع دریایی (دریچه‌ها، انواع لوله‌کشی‌ها، پروانه‌ها و ...)

-ساخت انواع سازهای موسیقی (به خاطر خاصیت آکوستیکی)

-مغزی قفل ها (به خاطر سطح اصطکاک کم)

-صنایع مکانیکی

اما آن چه موجب شده تا برنج در زمینه‌های بسیار متنوعی مورد استفاده قرار گیرد، مقاومت این فلز در برابر کدر شدن و همچنین لکه دار شدن می‌باشد. این فلز همچنین قابلیت چکش‌خواری بیشتری نسبت به مس و روی دارد و دمای ذوب آن بین 900 تا 940 درجه سانتی‌گراد می‌باشد. 
همانطور که پیش‌تر نیز اشاره شد، یکی از عناصر موجود در داخل برنج، عنصر مس بوده که خاصیت میکروب‌کشی داشته و به همین دلیل است که از فلز برنج به عنوان آلیاژی رایج در ساخت دستگیره و یا انواع تجهیزات در داخل بیمارستان‌ها و مراکز درمانی استفاده می‌شود. یکی دیگر از مزایای این فلز قابلیت بازیافت بسیار بالای آن می‌باشد. فلز برنج به خاطر خاصیت مغناطیسی کمی که دارد، به راحتی از دیگر فلزات جدا شده و تا حدود 90% قابلیت بازیافت شدن دارد. 
با توجه به آن‌چه در مورد فلز برنج اشاره شد و یا توجه به ضرورت استفاده از این عنصر در صنایع و زمینه‌های متنوع، استفاده از ابزاری مفید برای برش قطعاتی با اشکال پیچیده و ظریف ضروری به نظر می‌رسد. همانطور که گفته شد امروزه از تکنولوژی لیزر فایبر برای برش برنج و مس استفاده می‌شود. لیزر فایبر طول موجی حدود 1.07 میکرون داشته و به همین دلیل در مقایسه با پرتوهای لیزر CO2 کمتر منعکس شده و بنابراین هنگام تابیدن بر روی برنج راحت جذب آن می‌شود و برش آن را ممکن می‌سازد.